Đang tải... (xem toàn văn)
chương 5, tính ổn định của ô tô, môn học lý thuyết ôtô
CHƯƠNG V : TíNH ổn định ô tô - máy kéo khái niệm chung tính ổn định Nói cách khái quát, tính ổn định ô tô - máy kéo khả đảm bảo giữ đợc quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu điều kiện chuyển động khác Tùy thuộc điều kiện sử dụng, ô tô-máy kéo chuyển động đứng yên dốc ( đờng có góc ngiêng ngang góc ngiêng dọc), quay vòng phanh loại đờng khác (đờng tốt, đờng xấu,) Trong điều kiện chuyển động phức tạp nh vậy, ô tô- máy kéo phải đợc quỹ đạo chuyển động không bị lật đổ, không bị trợt thùng xe không bị ngiêng, cầu xe quay lệch giới hạn cho phép để đảm bảo cho chúng chuyển động an toàn Mục đích việc thiết kế tÝnh to¸n c¸c cơm chi tiÕt còng nh viƯc sư dụng, nhằm tăng khả an toàn chuyển động ®Ĩ n©ng cao vËn tèc chun ®éng cđa xe, cã nghĩa tăng tính kinh tế tính ổn định ô tô-máy kéo điều kiện làm việc Tính ổn định ô tô-máy kéo chuyển động, quay vòng phanh đợc khảo sát phần II : ngiên cứu tính ổn định ô tô-máy kéo nhằm đảm bảo khả không bị lật không bị lật đổ bị trợt điều kiện chuyển động khác Sau trình bày trờng hợp 5.1.ổn định ô tô bánh xe 5.1.1.Tính ổn định dọc ô tô bánh xe 5.1.1.1.Tính ổn định dọc tĩnh a Trờng hợp xe đứng dốc quay đầu nên +> phải dốc bên ( Hữu Phú) Tính ổn định dọc tĩnh ôtô khả đảm bảo cho xe không bị lật bị trợt đứng yên đờng dốc dọc Hình V-1: Sơ đồ lực mômen tác dụng lên ôtô đứng yên quay đầu lên dốc Khi ôtô đứng dốc nghiêng quay đầu lên dốc chịu tác dụng lực sau: Trọng lợng ôtô đặt trọng tâm xe G Do có góc dốc nên G đợc phân làm hai thành phần Gcos Gsin +) Gcos : Phơng vuông góc mặt đờng +) Gsin : Phơng song song với mặt đờng Hợp lực phản lực thẳng đứng đờng tác dụng lên bánh xe trớc Z1 bánh xe sau lµ Z2 Ta cã : Z1 + Z2 = G.cos Do tác dụng thành phần trọng lợng Gsin, xe bị trợt xuống dốc có mômen cản lăn ( Mf ) Trị số mômen cản lăn nhỏ nên phải đặt phanh bánh xe sau Lực phanh Pp Khi ta tính mômen B (Vì xe đng yên nên lực quán tính lực cản không khí ) đợc: MB = Z1L - Gbcos1+ Ghgsin1=0 (V-1) Rút gän Z1 = ( vi xe bÞ lËt quanh diểm A ) ta đợc : tg1= b hg (V-2) Trong : góc giới hạn mà xe bị lật đứng quay đầu lên dốc Một số trị số góc dốc giới hạn số loại ôtô đứng dốc +) Đối với xe du lịch vận tải không tải: 1=600 +) Xe vận tải đẩy tải: 1=30 đến 400 +)Xe tự đổ không tải = 20 350 Sự ổn định dọc ôtô không lật đổ dọc mà trợt dốc không đủ lực phanh bám không tốt bánh xe mặt đờng trờng hợp để tránh cho khỏi trợt lăn xuống dốc ngời ta thêng bè trÝ phanh ë c¸c b¸nh xe Khi lực phanh lớn đạt đến giới hạn bám, xe bị trợt xuống dốc góc dốc giới hạn xe bị trợt đợc xác định nh sau: Ppmax=Gsint = Z2 (V-3) Trong ®ã: Ppmax : lùc phanh lín đặt bánh xe sau : hệ số bám dọc bánh xe với đờng Z2 : hợp lực phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe sau Theo phơng pháp xác đinh chơng II ( lực quán tính không mômen quán tính) ta có : Z2= Ga cos Ghh sin L (II-23) Thay gi¸ trị Z2 vào V-3 rút gọn, ta xác định đợc góc dốc giới hạn ôtô đứng dốc bị trợt a tg't= L h g (V-4) víi 't : gãc dèc giíi h¹n trợt xe quay đầu lên Để đảm bảo an toàn xe đứng dốc ngời ta thờng để điều kiện xe bị trợt trớc bị lật đổ, điều đợc xác định biểu thức tgt < tgl; (V-5) hay: a b L hg h g b hg (V-6) Qua trờng hợp trên, ta có nhận xét góc giới hạn ôtô đứng dốc bị trợt lật đổ phụ thuộc vào tạo độ trọng tâm xe chất lợng mặt đờng +> dốc bên trái ( Quang Phái ) Tính ổn định dọc tĩnh ô tô máy kéo bánh xe khả đảm bảo cho xe không bị lật bị trợt đứng yên đờng dốc dọc a L hg b at O2 Z2 G co as Pp Gs ian G Mf O1 b Z1 at H×nh V-2: trình bày sơ đồ lực mômen tác dụng lên máy kéo bánh xe đứng dốc Khi ô tô máy kéo đứng dốc nghiêng quay đầu lên dốc chịu tác dụng lực nh sau: +Trọng lợng ô tô - máy kéo đặt trọng tâm xe G Do có góc dốc nên G đợc phân làm hai phần G.cos G.sin +Hợp lực cảu phản lực thẳng đứng đờng tác dụng lên bánh xe trớc Z1 bánh xe sau Z2 Ta cã Z1 + Z2 = Gcos +Do t¸c dơng thành phần trọng lợng Gsin , xe bị trợt xuống dốc có mômen cản lăn cản lại.Trị số cảu mômen cản lăn nhỏ nên phải đặt phanh bánh xe phía sau Trờng hợp xe đứng yên dốc quay đầu lên(hình V- 2), góc dốc tăng dần bánh xe trớc nhấc khỏi mặt đờng , lúc hợp lực Z1 = xe bị lật quanh ®iĨm O2 (O2 lµ giao ®iĨm cđa ®êng vµ trơc thẳng đứng qua tâm bánh xe sau) Để xác định góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ đứng yên quay đầu lên dốc, ta lập phơng trình mômen tất lực điểm O rút gọn với Z1 = đợc: Gbcos1 - Ghgsin1 ; tg Trong ®ã : 1 = (V – 7) (V – 8) - góc dốc giới hạn mà xe bị lật đứng quay đầu lên dốc Trờng hợp xe đứng yên dốc quay đầu xuống ta làm tơng tự cách lấy mômen điểm O 1, thay Z2 =0 rút gọn ta đợc : tg = (V 9) : - góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ đứng xe quay đầu xuống dốc Cần ý phơng trình bỏ qua mômen cản lăn nhằm tăng tính ổn định tĩnh cảu xe Qua biểu thức ta thấy góc dốc giới hạn số loại ô tô máy kéo đứng yên dốc + Đối với xe du lịch vạn tải không tải : = = + Xe vận tải máy kéo bánh xe đầy tải : = 35 ; + Xe tự đổ không tải : ); = (20 1 Sự ổn định dọc tĩnh ô tô máy kéo không lật đổ dọc mà trợt dốc không đủ lực phanh bám không tốt bánh xe đờng.Trong trờng hợp này, để tránh cho xe khỏi trợt lăn xuống dốc,ngời ta bố trí phanh ë c¸c b¸nh xe Khi lùc phanh lín nhÊt đạt tới giới hạn bám,xe bị trợt xuống dốc,góc dốc giới hạn xe bị trợt đợc xác ®Þnh nh sau: Ppma=Gsin t= φ Z2 (V - 10) Trong ®ã : Ppmax - lùc phanh lín nhÊt đặt bánh xe sau ; - hệ số bám dọc bánh xe với đờng ; Z2 - hợp lực phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe sau Theo phơng pháp xác định ë ch¬ng II ta cã : Z2 = (II-23) Thay giá trị Z2 vào ( VII-4) rút gọn, ta xác định đợc góc dốc giới hạn xe bị trợt băng cách tơng tự nh xe dứng quay đầu lên dốc : tg t = (V - 11) Khi xe đứng dốc quay đầu xuống ,ta xác định đợc góc dốc giới hạn xe bị trợt cách tơng tự nh xe đứng quay đầu lên dốc : tg = φ (V - 12) Trong ®ã : t - góc dốc giới hạn bị trợt xe đứng yên dốc quay đầu lên ; t góc dốc giới hạn bị trợt xe đứng dốc quay đầu xuống ; Đối với ô tô , cấu phanh đợc bố trí tất bánh xe.Do lực phanh cực đại P pmax = .G.cos Cũng xác định tơng tự nh ta có điều kiện để xe đứng dốc bị trợt nh sau: tg t = tg t = (V - 13) Để đảm bảo an toànkhi xe đứng yên dốc ngời ta thờng để điều kiện xe bị trợt trớc bị lật đổ, điều đợc xác định biểu thức : tg t tg l ; (V - 14) hay : (V - 15) Qua trờng hợp trên,ta có nhận xét góc giới hạn ô tô máy kéo đứng dốc bị trợt bị lật đổ phụ thuộc vào tọa dộ trọng tâm xe chất lợng mặt đờng b Trờng hợp xe đứng dốc quay đầu xuống Là trờng hỵp rÊt rÊt Ýt thÊy thùc tÕ, thêng ngêi lái xe phanh dốc thờng sử dụng phanh tay để phanh dốc, thờng thấy phanh quay đầu nên dốc Nhng trình tìm hiểu chơng nhằm tìm hiểu sâu tính ổn định xe dốc +> dốc bên trái ( Tĩnh ) Khi ô tô đứng yên quay đầu xuống dốc chịu lực tác dụng sau: - Trọng lợng ô tô đặt trọng tâm xe G góc nghiêng nên G đợc phân làm hai thành phần G.cos G.sin - Hợp lực phản lực thẳng đứng đờng tác dụng lên bánh xe trớc Z1, bánh sau Z2 ta cã: Z1+Z2 =G.cosα - Do t¸c dơng cđa thành phần trọng lợng G.sin, xe bị trợt xuống có mômen cản lăn cản lại l b G sin a a o2 z p G cos a hg a G Mf o1 z a Hình vẽ : thể sơ đồ lục mômen tác dụng lên ô tô Đứng yên quay đầu xuống dốc Khi ô tô đứng yên quay đầu xuống dốc chịu lực tác dụng sau: - Trọng lợng ô tô đặt trọng tâm xe G góc nghiêng nên G đợc phân làm hai thành phần G.cos G.sin - Hợp lực phản lực thẳng đứng đờng tác dụng lên bánh xe trớc Z1, bánh sau Z2 ta có: Z1+Z2 =G.cos - Do tác dụng thành phần trọng lợng G.sin, xe bị trợt xuống có mômen cản lăn cản lại - Trong trờng hợp xe đứng yên quay đầu xuống dốc (hình vẽ), góc dốc tăng dần bánh sau nhấc khỏi mặt đờng, lúc hợp lực Z2 = xe bị lật quanh điểm O1(O1 giao điểm đờng đờng thẳng đứng qua tâm bánh xe trớc) Để xác định góc dốc giới hạn mà xe bị lật, ta lập phơng trình mômen tất lực điểm O Ta có phơng trình mômen điểm O1: ãMo1 = G.cosα.a – G.sinα.hg – Z2.L = Khi xe lật Z2 = phơng trình mômen có d¹ng : ãmo1 = G.cosα.a – G.sinα.hg = G.cosα.a = G.sinα.hg Tagα = a hg (V-16) (V-17) ë đây: góc dốc giới hạn xe bị lật đứng yên quay đầu xuống dốc Qua biểu thức ta thấy góc dốc giới hạn lật đổ tĩnh phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm xe Một số trị số góc giới hạn số lạo ô tô đứng yên dốc + Đối với xe du lịch vân tải không tải : = 60o + Xe vân tải máy kéo bánh xe đầy tải : = 35 - 40o; α < 60o + Xe tù ®ỉ không tải : = (20 -35)o; > 60o Sự ổn định dọc tĩnh ô tô không lật đổ dọc mà trợt dốc không đủ lực phanh bám không tốt bánh xe đờng Trong trờng hợp này, để tránh cho xe khỏi trợt lăn xuèng dèc, ngêi ta thêng bè trÝ phanh ë c¸c bánh xe Khi lực phanh lớn đạt đến giới hạn bám, xe bị trợt xuống dốc, góc giới hạn xe bị trợt đợc xác định nh sau : Pmax = G.sinα = φ.Z2 (V-18) Trong ®ã : Pmax - Lực phanh lớn đặt bánh xe sau; - HƯ sè b¸m däc cđa b¸nh xe với đờng; Z2 - Hợp lực phản lực thẳng góc từ đờng tác dụng lên bánh xe sau Theo phơng pháp xác định chơng II ta cã : Z2= G cos a G.hg sin L Thay giá trị Z2 vào (V-18) ta có : G.sin = φ Tangα = φ G cos a G.hg sin L a ; L hg Đối với ô tô, cấu phanh đợc bố trí tất bánh xe Do lực phanh cực đại Pmax= G.cos xác định nh ta có điều kiện để xe đứng yên dốc bị trợt nh sau: Tang = (V-19) Để đảm bảo an tonà xe ®øng trªn dèc ngêi ta thêng ®Ĩ ®iỊu kiƯn xe bị trợt trớc lật đổ, điều đợc xác định biểu thức : a L h < a/hg (V - 20) g Qua trêng hợp ta xét trên, ta có nhận xét góc giới hạn ô tô đứng dốc bị trợt lật đổ phụ thuộc vào tọa độ trọng tâm xe chất lợng mặt đờng +> dốc bên phải ( Văn Tính ) Tính ổn định ô tô máy kéo bánh xe khả đảm bảo cho xe không bị lật bị trợt ®øng yªn trªn ®êng dèc däc tg l = GC Pm hm 2Ghg PmC Theo ®iỊu kiện trợt ta xác định đợc góc giới hạn ma xe bị trợt tg t = nG Pm G n Pm Để trợt xảy tríc lËt th× tg t < tg l hay GC Pm hm nG Pm < 2Ghg PmC G n Pm b Tính ổn định ngang ô tô máy kéo chuyển động đờng nghiêng ngang không kéo moóc Khi xe không kéo moóc Pm = Do ta có sơ đồ lực tác dung lên xe trơng hợp Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô máy kéo chuyển động đờng nghiêng ngang không kéo moóc Các lực momen tác dụng lên ô tô máy kéo trờng hợp gồm: Trọng lợng G xe gồm thành phần +) Gsin song song với mặt đờng +) Gcos vuông góc với mặt đờng Momen lực quán tính Mjn Z, Z: phản lực pháp tuyến c¸c b¸nh xe Z’ + Z” = Gcos C¸c phản lực ngang Y Y : góc nghiêng ngang mặt đờng C: chiều rộng sở xe hg: chiỊu cao träng t©m cđa xe so víi mặt đờng Khi xe không kéo moóc Pm = ta cã �m A = Z”.C + Gsin hg Gsin hg = � tg l = Gcos C Gcos C C 2hg Tõ (2) ta cã tg t = n §iỊu kiƯn để xe bị trợt trớc bị lật chuyển động đờng nghiêng ngang không kéo moóc là: tg t < tg l hay n < C 2hg Trờng hợp xe không kéo moóc đứng yên đờng nghiêng ngang Trờng hợp xe chịu tác dụng trọng lợng: Theo ta cã tg t = C 2hg tg t = n Điều kiện để xe bị trợt trớc bị lật đứng yên đờng nghiêng ngang lµ tg t < tg l hay n < C 2hg 5.2.2.Tính ổn định ngang ô tô bánh xe chuyển động quay vòng đờng nghiêng ngang a Nghiêng bên trái ( QuốcTiến ) +)Theo ®iỊu kiƯn lËt ®ỉ xe quay vßng ta xem nh xe chuyển động quanh sờn đồi, lực trình bày phần trên, xe chịu tác dụng lực ly tâm Pl đặt trọng tâm xe (trục quay YY) lực kéo móc kéo Pm Trờng hợp coi phơng lực Pm tác dụng theo phơng ngang Các lực Pl Pm phân hai thành phần góc nghiêng ngang Khi góc tăng dần, đồng thời dới tác dụng lực Pl, xe bị lật đổ quanh mặt phẳng qua O1 (là giao tuyến mặt đờng mặt phẳng thẳng góc qua trục bánh xe bên phải) ứng với vận tốc Y giới hạn hợp lựcRZ = O C/2 C/2 Mjn cos Gsin β sin Pl Gcos β G o s Pmc Pmsin β hg Y Z'' Pm Z' hm O2 O1 Y' Y'' C Hình V-5 sô đồ lực mômen tác dụng lên ô tô chuyển động quay vòng tren đờng nghiêng ngang (Hớng nghiêng đờng khác phía với trục quay) Trờng hợp ô tô không kéo móc Pm = O, ta xác định vận tốc giới hạn (hay gọi vận tốc nguy hiểm) xe bÞ lËt nh sau : Ta cã: + NÕu híng nghiêng đờng khác phía với trục quay vòng vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ : mA = Z’’.C + (Plcosd +Gsind).hg –(Gcosd - Plsind) C (VII-23) mA = O, xe cã xu lËt quanh O1 Z’’ =O (Plcosd + Gsind).hg = (Gcosd - Plsind) Pl(cosd.hg + sind C C C ) = G(cosd - sind.hg) 2 Thay gi¸ trÞ cđa Pl suy : G C C (cosd.hg + sind ) = G(cosd - sind.hg) g R 2 = = C sin d hg ) C cos d hg sin d g R (cos d C hg tg d ) C hg tg d g R ( (VII-24) Trong ®ã : d - gãc dốc giới hạn xe quay vòng bị lật đổ; R - bán kính quay vòng xe; v - vận tốc chuyển động quay vòng, m ; s - vËn tèc giíi h¹n (hay vËn tèc nguy hiĨm); g - gia tèc träng trêng + NÕu híng nghiªng đờng phía với trục quay vòng vận tốc nguy hiểm xe bị lật đổ : mB = -Z’.C + (Plsin + Gcos) C - (Plcos - Gsin).hg 25) mB = O -Z’.C + (Plsin + Gcos) C - (Plcos - Gsin).hg = O Vì xe có xu hớng lật quanh Z, nên Z’ = O (Plsin + Gcos) C = (Plcos - Gsin)hg (Gcos C C + Gsin.hg) = (Plcos.hg – Plsin ) 2 G(cos C C + sin.hg) = Pl(cos.hg – sin ) 2 G Thay Pl = vào công thức ta cã : g R C G v2n C G(cos + sin.hg) = (cos.hg – sin ) g R 2 = C sin hg ) C cos hg sin g R (cos (VII- C tg ) 2.hg C tg 2.hg g R ( = Y R (V-26) C/2 C/2 Mjn cos Gsin β sin Pl Gcos β o Pmc G s Pm Pmsin β hg Z'' Z' hm O2 O1 Y Y'' C Y' Hình V-6 sơ đồ lc mômen tác dụng lên ô tô chuyển động quay vòng Trên đờng nghiêng ngang ( Hớng nghiêng đờng phía với trục quay) +)Theo điều kiện bị trợt bên Khi quay vòng đờng nghiêng ngang, xe bị trợt bên dới tác dụng thành phần lực Gsin Plcos điều kiện bám ngang bánh xe đờng không đảm bảo Để xác định vận tốc giới hạn xe bị trợt bên ta làm tơng tự nh phần cách sử dụng phơng trình hình chiếu rút gọn ta đợc : Hình V-7 sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe chủ động có luc ngang t¸c dơng Plcos + Gsin =Y’ + Y’’ = y(Z’ + Z’’) = (Gcos - Plsin) Thay trÞ sè cđa Pl rút gọn ta xác định đợc vận tốc tới hạn xe bị trợt bên : v = v = g R( y cos sin ) cos y sin g R( y tg ) y tg hay (VII-27) Nếu hớng nghiêng đờng phía với trục quay vòng vận tốc tới hạn xe trợt bên : v = g R ( y tg ) y tg (VII-28) Trêng hợp xe quay vòng đờng nằm ngang vận tốc tới hạn để xe bị trợt bên v = g R y (VII-29) Trong ®ã : - gãc giới hạn đờng ứng với vận tốc tới hạn; y - hệ số bám ngang đờng bánh xe Qua công thức đợc trình bày trên, nhận xét góc dốc giới hạn vận tốc nguy hiểm mà ô tô bị lật đổ bị trợt bên chuỷen động đờng nghiêng ngang phụ thuộc vào toạ độ trọng tâm, bán kính quay vòng hệ số bám ngang củabánh xe với đờng Ngoài ra, xe chuyển động bị ổn định ngang ảnh hởng yếu tố khác nh lực gió ngang, đờng mấp mô phanh đờng trơn Để nghiên cứu trờng hợp bánh xe chủ động lăn chịu lực gió ngang Py, tả dụng sơ đồ hình V-7 Bánh xe lăn chịu tác dụng lực mômen : Mk, Gb, Px, Pk, Py phản lực Z, Y Theo sơ đồ V-7 ta biết R hợp lực lực kéo tiếp tuyến P k lùc ngang Y (ph¶n lùc ngang Y lùc ngang P y tác dụng) Hợp lực R có điểm đặt điểm tiếp xúc bánh xe đờng qua trục bánh xe đợc xác định theo công thức : R= (VII-30) Pk Y Theo ®iỊu kiện bám R = Rmax = .Gb phản lực ngang đạt giá trị cực đại Y = Ymax Thay giá trị Rmax Ymax vào (V-30) ta cã : Ymax = R max Pk = ( Gb ) Pk (VII-31) Theo công thức (V-31) ta they lực kéo Pk lớn Y nhỏ Khi lực kéo Pk lực phanh Pp đạt đến giới hạn lực bám Ymax = O Do cần lực ngang nhỏ tác dụng lên bánh xe bắt đầu trợt Sự trợt dẫn đến tợng quay vòng thiếu (khi bánh xe trớc xảy trợt) quay vòng thừa (khi bánh sau bị trợt) Hiện tợng quay vòng thừa nguy hiểm trình chuyển động xe có lực ngang tác dụng b Nghiêng bên phải ( Văn Tiệp ) Cha Nộp Bài 5.3.Tính ổn định ô tô bánh xe phanh ( Văn nhân ) 5.3.1 phần sở lý thuyết Ngoài việc ngiên cứu để thỏa mãn ®ỵc tû sè Gb Pj hg b hg PP1 = = PP Ga Pj hg a hg ( biểu thức đảm bảo hiệu qu¶ phanh ( mn phanh cã hiƯu qu¶ nhÊt quãng đờng phanh nhỏ nhất, gia tốc chậm dần lớn thời gian phanh nhỏ ) Việc nghiên cứu sâu trình phanh đợc quan tâm hơn, hệ thống phanh việc tăng tốc độ chuyển động trung bình ô tô, có tác dụng làm đảm bảo an toàn chuyển động Do từ việc sâu vào tính an toàn ô tô cho ngời lái vận hành điều khiển xe đờng đợc an toàn, nên có mục nghiên cứu tính ổn định ô tô quan trọng dới dây Quá trình nghiên cứu thấy đợc trình phanh ôtô trục dọc ôtô bị nghiêng môtọ góc so với hớng cuả quỹ đạo chuyển động Sở dị nh tổng lực phanh sinh bánh xe bên phải khác với tổng lực phanh sinh bánh xe bên trái tạo thành mômen quay vòng M q quanh trục thẳng đứng Z qua trọng tâm A ôtô (hình V-5.3.1) Khi phanh mà ôtô quay góc mức quy định an toàn chuyển động đờng Vậy tính ổn định phanh khả ôtô đợc quỹ đạo chuyển động nh ý muốn ngời lái trình phanh Để nghiên cứu ổn định phanh dùnh sơ đồ hình (V-5.3.1).Giả sử ô tô chuyển động theo hớng trục X nhng sau phanh thi lÖch mét gãc Trong phanh bánh xe bên phải có lùc phanh PP.Ph1 ë trơc tríc, PP.Ph1 ë trơc sau, bánh xe bên trái có lực phanh PP.tr1 ë trơc tríc vµ PP.tr1 ë trơc sau : Tổng lực phanh bên phải là: PP.Ph= PP.Ph1+ PP.Ph2 Tổng lực phanh bánh xe bên trai là: (V-46) PP.tr = PP.tr1 +PP.tr2 (V-47) Gi¶ sư r»ng tỉng lực phanh bên phải P P.Ph lớn bên trái PPtr, lúc ôtô qua vòng theo hớng mũi tên hình (V-5.3) quanh trọng tâm A ôtô Mômen quay vòng Mq xác định theo biểu thøc: M q Pp ph C C C Pp.tr Pp ph Pp.tr 2 (V-48) Do có ma sát bánh xe mặt đờng cho lên suất mômen quay vòng Mq bánh xe trục trớc có phản lực RY1 tác dụng từ mặt đờng theo phơng ngang bánh xe sau có phản lực Ry2 tác dụng: Phơng trình chuyển động ôtô trọng tâm A đợc viết dới dạng: IZ.= M q - Ry1a- Ry2b (V-49) Vì ôtô bị xoay góc nghĩa mômen quay vòng Mq lớn nhiều so với tác dụng R y1và Ry2 sinh ra, cho lên để đơn giản cho tính toán bỏ qua lực R y1và Ry2 lúc phơng trình(V-49) có dạng: IZ.= M q Mq IZ (V-50) Hình V-5.3.1: Sơ đồ lực tác dụng nên ô tô phanh mà bị quay vòng đây: Iz - Mômen quán tính ôtô quanh trục Z qua trọng tâm A Lấy tích phân hai lần phơng trình (V-50) ta đợc: Mq 2I Z t2 C (V-51) đây: t- thời gian phanh Để tìm giá trị C ta sử dụng điều kiện ban đầu t=0 =0 lắp vào phơng trình (V-51) ta có C=0 từ rút đợc biểu thức cuối để xác định góc lệch mômen quay Mq gây nên, mà mômen Mq không đồng lực phanh bánh xe bên phải bên trái ôtô tạo ra: Mq 2I Z t2 (V-52) Tõ biÓu thøc (V-52) ta thÊy gãc lƯch tû lƯ thn víi mômen quay vòng, với bình phơng thời gian phanh tỷ lệ nghịch với quán tính iz ôtô ®i quanh trơc Z ®i qua träng t©m cđa nã ; Theo yêu cầu nhà máy chế tạo ôtô suất xởng phải đảm bảo lực phanh bánh xe trục nh nhằm đảm bảo tính ổn định phanh Độ trênh lệch tối đa lực phanh bánh xe trục không đợc vợt 15% so với giá trị lực phanh cực đại bánh xe trục Giả sử bánh xe phía bên phải có lực phanh lớn PP.Phmax theo điều kiện bám bánh xe với mặt đờng lực phanh thấp bánh xe bên trái cho phép: PP.trmin = 0,85 PP.phmax (V-53) Lúc mômen quay vòng cực đại Mqmax đợc xác định nh sau: M q max PP ph max C C PP tr 2 hay : M q max PP ph max PP tr = P P Ph max C2 0,85PP Ph max C2 tõ ®ã ta cã : M q max 0,075CPP ph max (V-54) L¾p giá trị Mqmax từ biểu thức (V-54) vào (V-52) ta tìm đợc góc lệch cực đại max: max 0,075CP ' P max t 2I Z (V-55) ë biểu thức (V-55) thành phần P Pmax cần phải hiểu lực phanh cực đại phía theo điều kiƯn b¸m Ta cã: P’Pmax= G max (V-56) Lắp giá trị PPmax từ biểu thức (V-56) (V-55) cuối ta có biểu thức xác định max : max 0,019 CGt 2 max IZ (V-57) Gãc lÖch cực đại max cho phép phanh không vợt 80 phanh ôtô không vợt hành lang cã chiỊu réng 3,5 m ( Tiªu chn sè 22- TCN 224-2000 cđa bé GTVT ViƯt Nam – 2000 ) 5.3.2 phơng án tăng ổn định trình phanh Quá trình nghiên cứu thực nghiệm ta thấy hệ thống phanh cũ ta thấy trình phanh kết thúc đầu xe quay góc Trong thực tế ngời điều khiển nên lặp lại động tác đạp nhả bàn đạp phanh nhiều lần điều đồng với việc thực giảm thời gian phanh Tuy nhiên, trờng hợp khẩn cấp thờng thời gian để thực việc Ngời lái đạp dí phanh xe trợt mặt đờng lốp không quay điều làm giảm hệ số bám trình phanh Cuối xe dừng lại ma sát trợt lốp mặt đờng lớn nhng xe khả lái khiến cho xe bị văng góc tai nạn xảy điều khó tránh khỏi vợt khỏi đờng Để tránh điều ngời ta chế tạo hệ thống phanh ABS với khả chống cho lốp không bị khãa cøng phanh khÈn cÊp ( ABS { viÕt tắt Anti-lock Brake System}: hệ thống chống hãm cứng bánh xe ), xe không bị lái giảm thiểu đợc tai nạn xảy làm khả quay vô lăng phanh khẩn cấp Để tìm hiểu hiểu sâu hệ thống này, ta dựa vào thay đổi hệ số bám ngang theo độ trợt tơng đối mà trợt sảy hoàn toàn hệ số bám lúc hệ số bám ngang nhỏ Do phanh mà chênh lệch tốc độ xe bánh xe lớn trợt sảy ra, nên cần tránh tợng sảy hệ thống ABS làm nhiệm vụ làm giảm chênh lệch x n 1.0 0.8 0.6 x 0.4 n 0.2 20 40 60 80 100 Hình 5.3.2 Sự thay đổi hệ số bám dọc x hệ số bám ngang n theo độ trợt tơng đối phanh Ngoài ta thấy lắp hệ thống ABS đồng thời giảm thời gian phanh bánh xe, theo công thức (V-57) góc quay max tỷ lệ thuận với bình phơng thời gian phanh t Diều giúp cho trình phanh ngời lái không bị lái đảm bảo gãc an toµn thùc hiƯn phanh gÊp Trên xe đại hệ thống phanh lắp thêm hệ thống EBS {chữ viết tắt Electronic Brake-Force Distribution}, hệ thống phân phối lực phanh bánh trớc sau bánh xe bên phải bên trái Hệ phanh ABS an toàn với đảm bảo điều kiện có tác dụng chống bó cứng phanh trì khả lái để giảm thiểu tai nạn xảy Nhng để đảm bảo hiệu tôt điều kiện đờng có thêm cảm biến EBD để điều khiện việc phân phối lực phanh bánh xe, tăng hiệu tận dụng triệt để tính phanh Dùng EBD để phân phối lực phanh đến bánh trớc bánh sau phù hợp với điều kiện chạy xe đờng xá Khi quay vòng ta thấy tải trọng tác dụng nên bánh xe thay đổi EBD chắn có khác biệt bánh bên trái bên phải Phân phối lực phanh bánh bên phải bên trái (trong phanh để quay vòng): Nếu tác động phanh xe quay vòng, tải trọng tác động vào bánh bên tăng lên ECU điều khiển trợt xác định điều kiện tín hiệu từ cảm biến tốc ®é vµ ®iỊu khiĨn bé chÊp hµnh ®Ĩ ®iỊu chØnh tối u phân phối lực phanh đến bánh xe bên bên làm giảm chênh lÖch lùc phanh ... tính to n độ dốc đờng theo giới hạn cho phép.Để trách nguy hiểm cho xe .V việc tinh to n góc dốc giới công việc quan trọng d Trờng hợp xe k o mooc chuyển động nên dốc v i v n tốc nhỏ ổn định ( V n... f M f Gfrb cos (V - 27) Lực cản k o mooc đợc xác định theo công thức : Pm Gm ( f cos sin ) (V - 28) G M - trọng lượng to n mooc Thay biểu thức (V - 27) (V- 26 ) v o (V- 26a ) , rót gọn... Mf2= Mf = Gf.rb.cos ( V - 31) Pm – lùc c¶n ë mỗc k o Khi xe k o theo mỗc, lùc cản moóc k o đợc xác định theo công thức: Pm= Gm(f.cos sin) (V - 32) Gm – träng lợng to n moóc Sử dụng công